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UPS電源整流器的工作原理解析

2017/4/26 20:23:58點擊:

現代的整流充電器分降壓型和升壓型兩種,降壓型主要用于UPS電池組電壓低于輸入交流峰值電壓一定值的情況,而升壓型主要用于UPS電池組電壓高于輸入交流峰值電壓的情況。

  一、輸入配電系統

  在數據中心的UPS供電系統中,輸入電路一個最重要的指標就是輸入功率因數。輸入功率因數低會造成成下面的不利影響:

 。1)導致輸入供電線路上各環節的早期老畫

  輸入功率因數低的原因是輸入諧波電流成分含量大,諧波電流經過輸入電纜時,使電纜產生附加發熱量,導致電纜外皮材料長期發熱、變軟、變脆、變酥、變碎;諧波電流經過輸入斷路器(開關)時,開關出點由于長期發熱而導致接觸不良,一個正反饋的效應是開關過早時效;諧波電流經過輸入保險絲時,由于長期的附加發熱而導致熔絲變軟、下垂(使整個保險絲粗細變得不均與)、自然斷裂而引起斷電。

 。2)不能充分利用輸入功率

  由于輸入功率中含有大量的無功分量,有功功率被吸收,無功功率在電纜中往復流動,使正常的有效電流通道變窄,由于線路的擁擠而使單位截面積傷的電流密度加大,功耗加大。根據歐姆定律。導線上的功耗P為

  P=I2R

  由上式可以看出,線路上的功耗和電流I的平方值成正比,與導線的電阻R成正比,而發熱量又是功耗P和時間T的函數,即

  Q=0.24Pt

  這樣一個長期效應造成了電力的浪費。

 。3)對供電電網產生干擾

  輸入電路是可控硅(閘流管)整流器時,由于可控硅的開啟往往伴隨著高壓電和大電流,不但破壞了輸入電壓波形,而且還形成很強的傳到干擾和輻射干擾,應系那個了同一線路上其他用電設備的正常運行。

  (4)使前置發電機的裝機功率成幾倍增大

  輸入功率因數低(一般未經補償的值為功率用單相二極管整流器的0.6,較大功率用三相可控硅全波整流6脈沖整流的0.8),可導致前置發電機的裝機功率至少3倍于UPS的額定功率。

  二、工頻整流器與高頻整流器

  由前面的討論可以看出,UPS輸入功率因數低的主要原因在于輸入部分的電路結構和工作方式,F代的整流充電器分降壓型和升壓型兩種,降壓型主要用于UPS電池組電壓低于輸入交流峰值電壓一定值的情況,而升壓型主要用于UPS電池組電壓高于輸入交流峰值電壓的情況。

  降壓整流器有工頻和高頻之分,而工頻又有穩壓和不穩壓之分。下面以UPS中應用最廣的穩壓工頻電路為例進行討論。一般采用三相整流,是因為三相整流的脈動系數和紋波系數都低。一個三相可控硅全橋整流電路中用了6只可控硅整流器,需要6個脈沖進行分別控制,也俗稱其為6脈沖整流。三相全橋整流電路是按線電壓工作的,在市電為額定值380V/220V時的最高整數流出電壓可達到

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